Il percorso che ExoMars 2022 seguirà per raggiungere il Pianeta Rosso è stabilito. La traiettoria che porterà la navicella spaziale dalla Terra a Marte in 264 giorni prevede un atterraggio sulla superficie marziana il 10 giugno 2023, intorno alle 17:30 CEST (15:30 UTC).

Il tempo su Marte, il tipo di lanciatore e le leggi della fisica che governano i pianeti hanno determinato una finestra di lancio di 12 giorni a partire dal 20 settembre 2022.

Trasferimenti orbitali efficienti, buone comunicazioni e assenza di grandi tempeste di polvere all'orizzonte marziano rendono la traiettoria scelta la scelta più rapida e sicura.

Scegliere il percorso migliore

Di fronte a come arrivare su Marte, Le squadre europee e russe devono destreggiarsi tra molti fattori. Il team di analisi della missione presso il Centro operativo spaziale europeo (ESOC) in Germania ha preso in considerazione le prestazioni del lanciatore russo Proton per identificare una serie di possibili traiettorie.

"Avevamo diverse traiettorie di trasferimento tra cui scegliere e una navicella spaziale già costruita per il viaggio, "dice Mattia Mercolino, Ingegnere principale dei sistemi ExoMars. "Queste variabili ci hanno imposto vincoli legati al potere, soglie di temperatura e orientamento verso la Terra durante le prime fasi del volo, tra gli altri."

Anche la capacità di comunicare con l'astronave ha svolto un ruolo importante.

"Una delle alternative aveva una finestra di lancio più lunga, ma un peggior collegamento con l'astronave durante i primi giorni. Questa scelta era troppo rischiosa, soprattutto quando vuoi avere il pieno controllo all'inizio della missione, " spiega Tiago Loureiro, Responsabile delle operazioni dei veicoli spaziali ExoMars.

La traiettoria finale richiede un po' più di tempo, una settimana in più, e la sequenza di lancio richiede più manovre, ma non si trattava solo di vincoli terreni. "Avevamo bisogno di comprendere le sfide uniche della nostra destinazione. Le caratteristiche orbitali di Marte e le tempeste di polvere sono state cruciali per la nostra decisione, "dice Tiago.

Cavalieri nella tempesta

Le tempeste di polvere sono frequenti su Marte, ma anche difficile da prevedere. Le stagioni giocano un ruolo, con tempeste più probabili durante la primavera e l'estate nell'emisfero australe. Il sito di atterraggio di ExoMars è Oxia Planum, situato nell'emisfero settentrionale.

Le tempeste di polvere minacciose su scala globale tendono a verificarsi circa ogni dieci anni. La più recente risale al 2018.

Sebbene ExoMars atterrerà al di fuori della stagione delle tempeste di polvere, un accumulo di polvere sui pannelli solari ridurrà l'alimentazione e potrebbe persino forzare un arresto temporaneo del rover Rosalind Franklin dell'ESA e della piattaforma di superficie russa, soprannominato Kazachok.

"Abbiamo svolto una serie di studi e test per garantire che tutti i sistemi sopravvivessero con una luce solare ridotta al momento dell'atterraggio nel tardo pomeriggio, e durante le operazioni di superficie nelle settimane successive, "aggiunge Tiago.

Gli scienziati europei vogliono far funzionare il rover su Marte il più a lungo possibile. Rosalind Franklin può far fronte a tempeste di polvere regionali per alcuni giorni e strati di polvere fine che coprono i suoi pannelli solari.

"Una tempesta di polvere globale che ricopre l'atmosfera per diversi mesi comporterebbe molto probabilmente la morte del rover, " avverte Jorge Vago, Scienziato del progetto rover ExoMars dell'ESA.

"Ecco perché è così importante raggiungere la maggior parte degli obiettivi della missione prima che inizi la problematica stagione della polvere, " Aggiunge.

Terra al lavoro

I team dell'ESOC hanno impiegato alcuni mesi di lavoro per restringere la data di lancio finale e la traiettoria su Marte. "L'intera sfida è fantastica:penso di avere il miglior lavoro al mondo, "dice Tiago.

"Lancio di una navicella spaziale, sparandolo attraverso il Sistema Solare, sperando che atterri tutto d'un pezzo, dispiegarlo, guidandolo su Marte... E faremo tutto questo senza il lusso di interagire con l'astronave o il rover in tempo reale, " lui spiega.

L'invio del primo rover europeo su Marte richiede un vero lavoro di squadra. Ogni comando è stato accuratamente pianificato insieme ai partner russi, coinvolgendo diversi centri di controllo e paesi.

L'ESA controllerà le comunicazioni tra Rosalind Franklin e la piattaforma di superficie Kazachok durante i loro primi giorni su Marte. Come parte del programma ExoMars, il Trace Gas Orbiter, che gira intorno a Marte da quasi quattro anni, fungerà da piattaforma di trasmissione dati per supportare le comunicazioni.

Poche settimane dopo l'atterraggio, e solo quando la piattaforma di superficie è sicura e in grado di funzionare in modo indipendente, L'ESA cederà il controllo di Kazachok a Roscosmos.